Способ изготовления микрошариков из термопластичного материала

)5 С 03 В 19/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ИСАН И ЗОБ Т Киргиз- ммерчегСС ная Г.А. КобИ,М,ТоЖуравле амсоно во СС , 1977 Ия МИ ОГО М ОШАРИ- ЕРИАЛА до те филье ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт физики АН Кская научно-производствская фирма "Аракет"(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНКОВ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧН Изобретение относится к технологии изготовления микрошариков иэ термопластичного материала, например стекла, которые могут быть использованы в качестве бисера и шариков в наконечниках шариковых ручек, может найти применение в стекольной, строительной и нефтедобывающей промышленности. а также в приборостроении,Цель изобретения - повышение стабильности размеров изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности.На фиг. 1 представлена схема начального этапа технологического процесса изготовления стеклянных шариков; на фиг. 2 - то же, окончание технологического процесса,В емкости 1 стекломасса разогреваетсямпературы плавления стекла и через ру 2 в виде стеклянной нити со ста(57) Изобретение относится к п ности стройматериалов, в частн кольной промышленности, и мо применение в приборостроении бывающей промышленности. Це тения - повышение стабильности изготавливаемых шариков при об высокой степени сферичности. способа заключается в том, что массы изготавливают заготовки, торых в 350 и более раз прев диаметр, Сфероидиэацию их осу расплавлением сначала торца, а заготовки, 2 ил,омышлености к стежет найти и нефтедоль иэобрераэмеров еспечении Сущность из стекло- длина коышает их ществляют атем всей бильным диаме3, обеспечиваюние нити при ееемника.После достижения торца нити положения, близкого к выходной части канала приемника 3 (например, выдвижного упора 4), нож 5, расположенный на выходе в канал приемника 3, отрезает нить 6 расчетной длины с погрешностью+ Ы, Работу ножа 5 и выдвижного упора 4 согласовывают во времени. Отрезанная часть нити 6, представляющая собой цилиндрическую гранулу длиной и диаметром б, под действием силы тяжести перемещается в зону 7. где на расстоянии 1 - 3 мм от газопроницаемой стенки 8 при сгорании гаэовоздушной смеси 9 выделяется тепло, расплавляющее торец гранулы 6 с образованием капли 10, которая приобретает форму шара с требуемыми раэтром поступает в приемник щий вертикальное положе- перемещении в канале при 1706973мерами после расплавления всей гранулы 6,Полученный шарик 11 по наклонной газопроницаемой стенке 8 скатывается в холодильную камеру 12 и накапливается ьсборнике 13.Одновременно со скатыванием готового шарика 11 ножом 5 формируется следующая цилиндрическая гранула и после еерасплавления аналогично первому образуется следующий шарик, цикл повторяется.Существенным в предлагаемом способе является обеспечение необходимого соотношения диаметра б и длина гранулы 1,которое определяют из равенстваБ 4 (1)где О - диаметр изготовленного стеклянного шарика;б - диаметр цилиндрической гранулы:1 - длина цилиндрической гранулы.Точность (воспроизводимость) размеров шарика определяется точностью получения объема цилиндрической гранулы,при расплавлении которой он получен, Приэтом стабильность диаметра гранулы обеспечивается технологией изготовления стеклянной нити, заимствованной в большейчасти из технологии изготовления оптического стекловолокна, а стабильность длиныгранулы 1 определяется точностью разрезкистеклянной нити на отрезки требуемой длины,Очевидно, что при достигнутой точности разрезки нити Ь 1 точность полученияобъема гранулы увеличивается с увеличением длины гранулы 1, в этом случае уменьшается вклад от погрешности изготовления1-1 + 2 Ь 1, (2)где 1 - длина гранулы при изготовлении;1 - расчетная длина гранулы, определяется по формуле (1) при заданном О и принятом о,Ь - погрешность с учетом толщиныодностороннего реза и скалывания материала,Достаточно простыми способами прирезке стекловолокна может быть достигнутаточность А- б, при б,1-0,2 мм1=0,1 - 0,2 мм.При указанном значении Ь необходимая точность получения гранулы требуемого объема, обеспечивающего прирасплавлении получение шарика заданногоразмера с высокой точностью - О+ 0,002 мм,может быть получена при ограничении значений заготовки соотношением- 2 й 350б(3)Однако, при таком соотношении размеров гранулы ее расплавление следует проводить при нагревании с одного конца приодновременном перемещении в зону расплавления, При нагреве гранулы до температуры плавления сразу по всему объему5 образуется. как правило, не один шарик необходимого размера, а несколько шариковменьших размеров, т,е, происходит дробление гранулы на отдельные капли,П р и м е р 1. Требуется получить стек 10 лянные шарики диаметром 1 мм с допуском+0,002 мм. Принимаем 0=0,1 мм и рассчитыяэем по формуле (1),2 Оз1 = --- = 66,66 мм15Э,гПроверяем 1/с=66,66/0,1=666,6. чтобольше 350,Принимаем А= с 1= 0,1 мм и рассчитываем минимальный и максимальный размершариков, образующихся из гранул, длинакоторых меняется от минимальной до максимальной.мин= 1-2 Л= 66,46 мм,1 макс= 1 2Л= 66,86 ммРазмер соответствующих шариков равенмм;3 3 гОмакс = - С 1 1 макс = 1,003;Омакс = 1,001 мм3 г30 2 Вывод: образующиеся шарики входят етребуемый диапазон размеровГ 1 р и м е р 2, Требуется получить шарикидиаметром 1 мм с допускол 10,002. Принимаем с=0,12 мм и повторяем укаэанную выше последовательность вычислений.1= -- = 46,30 мм, 1/с 1=385 (350)2 13 0,01441 мин= 46,3 0,24= 46,06, Омин=0,9949;Омин=-0,9983 мм;макс=46 3+ 0,24= 46,54: О макс 1,0053;Омакс=1,0017 Мм.Вывод: образующиеся здесь шарики так 45 же входят в требуемый диапазон размеров,П р и м е р 3. Требуется получи гь стеклянные шарики диаметром 1 мм с допуском+0,002, Принимаем 0=0,15 и вычисляем линимальные и максимальные размеры частиц50 1= 30 0225 - 29,63 мм, 1/о=-197 чтоменьше 350,1 мин=29,63-0,30=29,33, О мин9899,Омин=0,9966 мм;1-макс= 29,93 Мм; О макс= 1,0101,змВывод: шарики не удовлетворяют требуемой точности +0,002 мм,Использование предлагаемого способаизготовления микрошариков иэ термопла 1706973стичного материала, например стекл:., дозволяет обеспечить стабильность размеров шариков эа счет того. что, во-первых, грэнулы имеют стабильный объем и форму, вовторых, постепенное расплавление гранулы, перемещающейся в зону нагрева, исключает дробление расплава и образование частиц меньшего размера,Формула изобретения Способ изготовления микрошариков из термопластичного материала путем формиочания заготовок с последующей их сфероидизацией в пламени гаэовоздушного потока, отличающийся тем,что,с целью повышения стабильности размеров 5 изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности, используют заготовки с отношением длины к диаметру/0350, а сфероидизацию их осуществляют расплавлением сначала 10 торца, а затем всей заготовки,